An der FH Köln werden im Forschungsprojekt „Thermische Energiespeicher im Gebäude“ die Möglichkeiten untersucht, Gebäude fast ausschließlich mit selbst gewonnener Energie zu versorgen.
Der thermische Speicher besteht aus dem Phasenwechselmaterial Natriumacetat-Trihydrat. Foto: © FH Köln

Hausbesitzer können zurzeit nur rund 20 Prozent des Stroms selbst nutzen, den ihre Solaranlage produziert – der Rest fließt in das Stromnetz. „Das große Problem einer autarken Energieversorgung ist, dass die Stunden mit den höchsten Energieerträgen aus der Sonne nicht die Stunden sind, in denen die meiste Energie in Form von Wärme, Warmwasser und Elektrizität verbraucht wird“, erklärt Johannes Goeke, der gemeinsam mit seinem Kollegen Ralph-Andreas Henne an dem Projekt arbeitet. Viele Hausbesitzer nutzten derzeit vor allem die selbst erzeugte elektrische Energie. Die Umwandlung in Wärme gewinne aber an Bedeutung, auch weil Batterien zur Speicherung der elektrischen Energie sehr teuer seien.
 
Die beiden Wissenschaftler haben in ihrem Projekt einen hochdynamischen thermischen Speicher aus Phasenwechselmaterial entwickelt. „Unser Speicher besteht aus einem Polypropylen-Tank mit 420 Litern Fassungsvermögen. Durch eine Basistemperatur von 58° C ist sichergestellt, dass eine hygienekonforme Warmwasserbereitstellung möglich ist“, erläutert Henne. Der Speicher besitze eine Kapazität von 42 kWh und könne bei einer Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur von 10 Kelvin innerhalb von vier Stunden beladen werden. Der Wärmeverlust pro Tag betrage zurzeit 0,7 kWh.
 
„Ein Speicher mit einem Kubikmeter Größe kann ein neu gebautes Einfamilienhaus mit Wärme und Warmwasser versorgen, abgesehen von den Tagen im Winter, an denen die Temperatur unter -20°C fällt. Aus diesem Grund, und um die Versorgungssicherheit bei technischen Problemen zu gewährleisten, bleibt das Haus natürlich an das öffentliche Stromnetz angeschlossen“, sagt Henne.
In einem nächsten Schritt entwickeln die Wissenschaftler den thermischen Energiespeicher so weiter, dass er den Anforderungen einer Raumheizung gerecht wird. Voraussichtlich im Sommer des kommenden Jahres werden erste Ergebnisse erwaret.
 

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